Органска материја

Органска материја или органски материјал — материја создадена од јаглеродни соединенија, присутна во различни средини, било природни, вештачки, копнени или водни. Оваа материја е сочинета од органски соединенија која потекнува од ниекогаш живите организми како растенија и животни.^[1] Органските молекули можат да се добијат со хемиски реакции во кои живите суштества немаат улога.^[2] Основните структури се создаваат од целулоза, танин, кутин и лигнин, заедно со разни други белковини, липиди и јаглехидрати. Органската материја е многу важна во движењето на хранливи материи во околината и има улога во задршка на водата на Земјината површина.^[3]

Настанок

Живите организми се сочинети од органски соединенија. Додека се живи, тие лачат или исфрлаат органски материјал во нивната животна средина, ослободуваат делови од телото како листови и корења и, по нивната смрт, нивните тела се разградуваат под дејство на бактерии и габи. Поголемите молекули на органска материја можат да се добијат од полимеризација на различни делови на веќе разградена материја. Составот на природната органска материја зависи од нејзиното потекло, начинот на преобразба, староста и постоечката околина, па така нејзините био-физиохемиски функции се разликуваат од една околина до друга.^[4]

Природни функции во екосистемот

Органските материи се мошне присутни во екосистемот и кружи во процеси на разградување од микробните заедници во почвата кои се од суштинска важност за расположливоста на хранливите материи.^[5] откако ќе се распадне и ќе претрпи реакција, материјата преоѓа во почвата и водените текови. Органските материи се храна за живите организми. Тие делуваат како пуфер во воден раствор одржувајќи неутрална pH-вредност во средината. Оваа пуферна составница може да игра улога во неутрализацијата на кисели долждови.^[6]

Кружење на изворите

Некои органски материи доаѓаат од подземни води. Кога подземната вода ќе ја заситеи почвата или лежиштата околу неа, органската материја конечно може да се се премести. Подземните води имаат свои извори на природни органски материи како што се:

лежишта од органски материи како кероген и јаглен.
органска маерија од почва и лежиште.
органска материја која се пробива во долниот слој од реки, езера и морски системи.^[7]

Организмите се разложуваат на органска материја, која потоа се пренесува и рециклира. Не сета биомаса се пренесува; некои се прилично неподвижни, и им требаат милиони години да искружат.^[8]

Органска материја во почвата

Органската материја во почвата води потекло од растенија, животни и микроорганизми. На пример, во шумите, паднатите лисја и гранки паѓаат на шумската почва. Ова понекогаш се нарекува органски материјал.^[9] Кога ќе се распадне до степен на непрепознатливост, тогаш се нарекува органска материја. Кога органската материја ќе се разгради во стабилна супстанција што повеќе не се разградува, го добива името хумус. Така, органските материи на почвата се состои од сите нејзини органски материи без нераспаднатиот материјал.^[10]

Важно својство на органските материи во почвата е фактот што ја подобрува нејзината способност да чува вода и хранливи материи, и овозможува нивно бавно ослободување, а со тоа подобри услови за раст на растенијата. Друга предност на хумусот е тоа што ја прави почвата полеплива, што им овозможува на цевчестите црви или микрископските бактерии лесно да ги разградат хранливите материи во почвата.^[11]

Постојат неколку начини за брзо зголемување на количеството на хумус. Ако во почвата смешаме компост, растителни или животински материјали/отпад или зелено, добиваме похумусна почва.

Компост: разграден органски материјал.
Растителен или животински материјал или отпад: мртвите растенија или растителниот отпад како листови или отсечоци, или пак животинско ѓубриво.
Зелено ѓубриво: растенија или растителен материјал кој се одгледува со цел да се меша со земја.

Овие три материјали им даваат на храна на цвчестите црви и бактерии, што значи дека тие можат да произведат повеќе хумус, притоа давајќи им на растенијата доволно хранливи состојки за да опстанат и да растат.^[11]

Разградување

Една прикладна дефиниција за органска материја е биолошки материјал во фаза на распад или разградување, како хумусот. Ако погледнеме поблиску, материјалот има органски соединенија (биолошки молекули) кои се во процес на распад.

Главниите процеси на распад на почвените молекули се бактериската или габичната ензимска катализа. Доколку не би постоеле бактериите и габите, процесот на разградување би се одвивал многу побавно.

Органска хемија

При анализата на органските материи, се мерат количествата на органски соединенија или јаглерод, и со тоа се добива само приближна слика за степенот на некогаш живата или разградувачка материја. Според некои дефиниции, поимот „органска материја“ се однесува само на јаглеродната содржина, или органски соединенија, и не го земаат предвид потеклото на разградувањето на материјата. Во оваа смисла, не сите органски соединенија се создадени од живи организми, а живите организми зад себе не оставаат само органски материјал. На пример, черупката на една школка, иако е биотско потекло, не содржи многу органски јаглерод, па така не би се сметала за органска материја во таа смисла. Обратно на ова, уреата е едно од многуте органски соединенија кои можат да се добијат вештачки без никаква биолошка активност.

Органските материи се разнородни и многу сложени. По тежина, органските материи начелно го имаат следниов состав:^[6]

45–55 % јаглерод
35–45 % кислород
3–5 % водород
1–4 % азот

Молекулските тежини на овие соединенија можат драстично да разликуваат, зависно од тоа дали полимеризираат, од 200, па сè до 20.000 u. До една третина од присутниот јаглерод е во ароматични соединенија каде јаглеродните атоми градат шестчлени прстени. Овие прстени се многу стабилни поради резонантната стабилизација, и тешко се разградуваат. Ароматичните прстени исто така се подложни на електрофилен и нуклеофилен напад од други електронодавни или електроноприфатни матеирјали, што ја објаснува можната полимеризација со која се создаваат поголеми молекули на органска материја.

There are also reactions that occur with organic matter and other material in the soil to create compounds never seen before. Unfortunately, it is very difficult to characterize these because so little is known about natural organic matter in the first place. Research is currently being done to figure out more about these new compounds and how many of them are being formed.^[12]

Во водни средини

Водните органски материи можат да се поделат на два дела: (1) растворена органска материја (DOM), која се мери како обоена растворена органска материја (CDOM) или растворен органски јаглерод (DOC), и (2) честична органска материја (POM). Овие обично се разликуваат по тоа што едните можат да поминат низ 0,45-микрометарски филтер (DOM), а другите не можат (POM).

Утврдување на присуство

Органските материи играат важна улога во водата за пиење и обработката на отпадна вода и рециклирање, природните водни екосистеми, рибникарството и околинската рехабилитација. Затоа е важно да се имаат поуздани начини на пронапѓање и карактеризација, како за краторочнен, така и за долгорочен надзор. Веќе подолго време постојат разни аналитички методи на испитување на органски материи во водата, нивно опишување и карактеризација. Меѓу нив се вбројуваат: вкупен и растворен органски јаглерод, масена спектрометрија, спектроскопија со јадрена магнетна резонанција (NMR), инфрацрвена спектроскопија, ултравиолетово-видлива спектроскопија и флуоресцентна спектроскопија. Секој од овие методи има свои предности и недостатоци.

Пречистување на водата

Истата способност на природната органска материја што помага во задршка на вода во почвата создава проблеми во пречистувањето на водата. Во вода, органските материи можат да се сврзат за метални јони и минерали. Овие сврзани молекули не секогаш се задржуваат во процесот на пречистување, но не се шетни по луѓето, животните и растенијата. Меѓутоа, поради големата реактивност на органските материи, се создаваат нуспроизводи што не содржат хранливи материи. Овие нуспроизводи можат да предизвикаат обраснување, кои ги затнуваат филтрите за вода во пречистителните станици бидејќи се поголеми. Затнувањето се отстранува со хлорирање, кое го разградува остаточниот материјал што предизвикува затнување. Меѓутоа, хлорирањето може да создаде дезинфекциски нуспроизводи.^[12]

Водата со органски материи може да се дезинфицира со радикални реакции поттикнати со озон. Озонот (три кислороди) има многу силни оксидациски својства. Може да образува хидроксилни радикали (OH) при разградување, кои реагираат со орагнската материја за да го спречат обраснувањето.^[13]

Витализам

Поистоветувањето на органскките со живите организми потекнува од денес напуштената идеја наречена витализам, посред која само посебна органските супстанции може да се создат само под дејство на посебна „животна сила“. Идејата првпат е ставена под прашање откако Фридрих Велер добил уреа по вештачки пат во 1828 г.

Поврзано

Наводи

↑ „Natural Organic Matter“. GreenFacts. Посетено на 28 јули 2019.
↑ „NASA Goddard Instrument Makes First Detection of Organic Matter on Mars“. NASA. 16 декември 2014. Посетено на 28 јули 2019.
↑ Sejian, Veerasamy; Gaughan, John; Baumgard, Lance; Prasad, Cadaba (31 март 2015). Climate Change Impact on Livestock: Adaptation and Mitigation. Springer. ISBN 978-81-322-2265-1.
↑ Nicola Senesi, Baoshan Xing, and P.M. Huang, Biophysico-Chemical Processes Involving Natural Nonlifiidulfitving Organic Matter in Environmental Systems, New York: IUPAC, 2006.
↑ Ochoa-Hueso, R; Delgado-Baquerizo, M; King, PTA; Benham, M; Arca, V; Power, SA (2019). „Ecosystem type and resource quality are more important than global change drivers in regulating early stages of litter decomposition“. Soil Biology and Biochemistry. 129: 144–152. doi:10.1016/j.soilbio.2018.11.009. S2CID 92606851.
↑ ^6,0 ^6,1 Steve Cabaniss, Greg Madey, Patricia Maurice, Yingping Zhou, Laura Leff, Olacheesy head Bob Wetzel, Jerry Leenheer, and Bob Wershaw, comps, Stochastic Synthesis of Natural Organic Matter, UNM, ND, KSU, UNC, USGS, 22 Apr 2007.
↑ George Aiken (2002). „Organic Matter in Ground Water“. United States Geological Survey. Посетено на 28 јули 2019.
↑ Tori M. Hoehler & Bo Barker Jørgensen "Microbial life under extreme energy limitation" Nature Reviews Microbiology 2013, vol 11, p 83 doi:10.1038/nrmicro2939
↑ „Organic Materials“. U.S. Environmental Protection Agency. Архивирано од изворникот на 25 септември 2006. Посетено на 19 ноември 2006.
↑ „Soil Health Terms“. Архивирано од изворникот на 8 ноември 2006.
↑ ^11,0 ^11,1 Crow, W. T. “Organic Matter, Green Manures and Cover Crops For Nematode Management.”^{[мртва врска]} University of Florida. The Institute of Food and Agricultural Sciences Feb. 2009 Web 10 October 2009
↑ ^12,0 ^12,1 "Topic Snapshot: Natural Organic Material", American Water Works Association Research Foundation, 2007, 22 April 2007 Архивирано на 28 септември 2007.
↑ Cho, Min, Hyenmi Chung, and Jeyong Yoon, "Disinfection of Water Containing Natural Organic Matter by Using Ozone-Initiated Radical Reactions," Abstract, Applied and Environmental Microbiology Vol. 69 No.4 (2003): 2284-2291.

[1] „Natural Organic Matter“. GreenFacts. Посетено на 28 јули 2019.

[2] „NASA Goddard Instrument Makes First Detection of Organic Matter on Mars“. NASA. 16 декември 2014. Посетено на 28 јули 2019.

[climatechange-3] Sejian, Veerasamy; Gaughan, John; Baumgard, Lance; Prasad, Cadaba (31 март 2015). Climate Change Impact on Livestock: Adaptation and Mitigation. Springer. ISBN 978-81-322-2265-1.

[Nicola_Senesi_2006-4] Nicola Senesi, Baoshan Xing, and P.M. Huang, Biophysico-Chemical Processes Involving Natural Nonlifiidulfitving Organic Matter in Environmental Systems, New York: IUPAC, 2006.

[5] Ochoa-Hueso, R; Delgado-Baquerizo, M; King, PTA; Benham, M; Arca, V; Power, SA (2019). „Ecosystem type and resource quality are more important than global change drivers in regulating early stages of litter decomposition“. Soil Biology and Biochemistry. 129: 144–152. doi:10.1016/j.soilbio.2018.11.009. S2CID 92606851.

[Steve_Cabaniss_2007-6] 6,0 ^6,1 Steve Cabaniss, Greg Madey, Patricia Maurice, Yingping Zhou, Laura Leff, Olacheesy head Bob Wetzel, Jerry Leenheer, and Bob Wershaw, comps, Stochastic Synthesis of Natural Organic Matter, UNM, ND, KSU, UNC, USGS, 22 Apr 2007.

[7] George Aiken (2002). „Organic Matter in Ground Water“. United States Geological Survey. Посетено на 28 јули 2019.

[8] Tori M. Hoehler & Bo Barker Jørgensen "Microbial life under extreme energy limitation" Nature Reviews Microbiology 2013, vol 11, p 83 doi:10.1038/nrmicro2939

[9] „Organic Materials“. U.S. Environmental Protection Agency. Архивирано од изворникот на 25 септември 2006. Посетено на 19 ноември 2006.

[10] „Soil Health Terms“. Архивирано од изворникот на 8 ноември 2006.

[crow-11] 11,0 ^11,1 Crow, W. T. “Organic Matter, Green Manures and Cover Crops For Nematode Management.”^{[мртва врска]} University of Florida. The Institute of Food and Agricultural Sciences Feb. 2009 Web 10 October 2009

[awwarf.org-12] 12,0 ^12,1 "Topic Snapshot: Natural Organic Material", American Water Works Association Research Foundation, 2007, 22 April 2007 Архивирано на 28 септември 2007.

[13] Cho, Min, Hyenmi Chung, and Jeyong Yoon, "Disinfection of Water Containing Natural Organic Matter by Using Ozone-Initiated Radical Reactions," Abstract, Applied and Environmental Microbiology Vol. 69 No.4 (2003): 2284-2291.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]